一個(gè)困難環(huán)節(jié)是將腔囊放置在細(xì)胞內(nèi)。Gather和同事將細(xì)胞與直徑約為5~10微米的塑料球混合，這些小球被摻雜了熒光染料。小珠子充當(dāng)了空腔，而染料則充當(dāng)了媒介。細(xì)胞經(jīng)由內(nèi)吞作用將小球吸入“體內(nèi)"，這一過(guò)程就像免疫細(xì)胞吞噬病原體。由于這些球體用熒光染料浸過(guò)，所以用一種顏色的光撞擊后，它們會(huì)發(fā)出另一種顏色的光。這種光接著在球體內(nèi)共振，引發(fā)激光作用，并放大自己。重要的是，每一束激光會(huì)根據(jù)球體的尺寸發(fā)出12種不同波長(zhǎng)的光。相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的《納米快報(bào)》上。這一技術(shù)能作用于4類細(xì)胞，包括人類巨噬細(xì)胞和一種白血細(xì)胞。
研究人員指出，這一技術(shù)在細(xì)胞傳感、醫(yī)療成像等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用?！案膶憘鹘y(tǒng)激光研究領(lǐng)域的知識(shí)并在這個(gè)平臺(tái)上展開研究以便將激光性能*化，將是一件有趣或者說(shuō)非常激動(dòng)人心的事情。"Yun表示。
人胚胎眼 Tenon's囊成纖維細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642691/
人胚胎眼鞏膜成纖維細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642686/
之后，研究人員設(shè)計(jì)出一種5納秒的光脈沖激活這些染料。它發(fā)射的光能沿球體的中間線運(yùn)行——通過(guò)一種名為全內(nèi)反射的過(guò)程進(jìn)行約束。特定波長(zhǎng)的共振和增加會(huì)更強(qiáng)烈，直到珠子發(fā)出足夠的激光。
人宮頸癌細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642670/
人胚胎干細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642665/
Yun和同事Matjaz Humar還設(shè)法誘導(dǎo)細(xì)胞“吞下"塑料珠子，并且他們制造了兩類共振球，相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《自然—光子學(xué)》期刊。研究人員利用一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的脂肪滴或油滴反射和放大光，從而產(chǎn)生激光。Yun和Humar報(bào)告說(shuō)，他們能改變波長(zhǎng)，并且利用不同直徑的熒光聚苯乙烯微球而不是被注射進(jìn)去的油滴或脂肪滴標(biāo)記單個(gè)細(xì)胞。理論上，利用不同組合的微球和具有不同光譜特性的染料，應(yīng)當(dāng)可以使為人體中存在的幾乎所有細(xì)胞進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)記成為可能。
人羊膜細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642656/
人包皮成纖維細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642650/
Yun和Gather表示，這些激光器zui顯著的應(yīng)用可能將是追蹤單個(gè)細(xì)胞的行動(dòng)。每個(gè)塑料珠子的直徑和光學(xué)特性都略有不同，因此它們能有效區(qū)分波長(zhǎng)，充當(dāng)細(xì)胞條形碼。Gather和同事用19小時(shí)在細(xì)胞培養(yǎng)皿中追蹤了少量巨噬細(xì)胞，而Yun和Humar也進(jìn)行了類似驗(yàn)證。
人髓狀甲狀腺腫瘤細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642649/
人乳腺癌瘤株細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642640/
由于激光器能在明確的波長(zhǎng)上照亮細(xì)胞，這讓它們比熒光蛋白質(zhì)標(biāo)記等其他細(xì)胞追蹤技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。包含熒光染料和蛋白的傳統(tǒng)熒光探針擁有相對(duì)較寬的發(fā)射光譜——約30～100納米。這限制了能被同時(shí)使用的探針數(shù)量，因?yàn)橥ǔ：茈y從組織中天然分子廣泛的背景發(fā)射中區(qū)分出這些發(fā)光源。但這種激光器的光譜特性使其能同時(shí)追蹤數(shù)千個(gè)微小指向標(biāo)。研究人員通過(guò)為每個(gè)細(xì)胞裝載數(shù)個(gè)小球?qū)⑦@一數(shù)字?jǐn)U展到數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億。然后，每個(gè)細(xì)胞將以不同的波長(zhǎng)組合發(fā)射激光。
人子宮頸癌細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642683/
人胎盤絨膜癌細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642680/
但這一技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。首先，研究人員需要確定不同的細(xì)胞類型都能“吞下"小球，尤其是活組織中的細(xì)胞。Gather預(yù)測(cè)，這將不是問(wèn)題?！拔蚁嘈旁摷夹g(shù)是可歸納的。"他說(shuō)。另外，研發(fā)人員必須縮小塑料球的尺寸。Yun承認(rèn)，現(xiàn)在的小球會(huì)將細(xì)胞填滿。但Yun和Gather已經(jīng)證實(shí)，他們可以用更小的玻璃球代替塑料球。
人子宮內(nèi)膜腺癌細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642673/
人卵巢畸胎瘤細(xì)胞 http://www.shtpbio。。ｃｏｍ/tongpai-Products-4642672/
由于細(xì)胞發(fā)光可以持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)的周期，可以在較長(zhǎng)時(shí)間里識(shí)別和跟蹤活組織內(nèi)的細(xì)胞，有望為研究人員提供一種很有潛力的手段，執(zhí)行細(xì)胞內(nèi)傳感、自適應(yīng)成像，還可能真正看到腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)過(guò)程。但研究人員指出，目前這一技術(shù)還只用在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的活細(xì)胞中，但他們希望進(jìn)一步研究能帶來(lái)用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞跟蹤系統(tǒng)，并zui終用于人類?！安还茉鯓樱浅？?！"McGloin說(shuō)。
